RU222039U1 - Гаситель крутильных колебаний - Google Patents

Abstract

Гаситель крутильных колебаний относится к области машиностроения и предназначен для гашения крутильных колебаний силового привода транспортных средств, вызванных неравномерной работой двигателя. Для повышения надежности и износостойкости при улучшении эксплуатационных качеств и изменения частоты вращения в виде эффективного гашения крутильных колебаний гаситель крутильных колебаний содержит центральный диск 1 с двумя лысками 2, крепежными отверстиями разного диаметра 3, пазами 4 и демпферным узлом 5, состоящим из ступицы 6 со шлицевым профилем 7, вала коробки передач 8, на который гаситель крутильных колебаний устанавливается с возможностью закрепления, на маховике двигателя посредством отверстий 3 разного диаметра центрального диска 1. Гаситель крутильных колебаний оснащен двумя проставочными кольцами 9, собранными с диском демпфера заклепками 10, для неразъемного соединения. В окна 11 крышки гасителя крутильных колебаний установлены шесть одинарных цилиндрических пружин сжатия 12, демпферного узла 5, равномерно расположенных по окружности. Нажимной диск 13 с центральным диском 1 и с проставочными кольцами 9 установлены соосно со ступицей 6 и с крышкой 14, заклепками 15, образуя демпферный узел 5. Окна 11 выполнены с опорными выступами 16 под опирание торцов 17 одинарных цилиндрических пружин сжатия 12 демпферного узла 5, исключая их выпадение из окон 11. Демпферный узел 5 демпфирует величину крутящего момента на валу 8 коробки передач, исключая резонансные явления. Демпферный узел 5 снижает также величину динамического крутящего момента на валу, т.к. демпфер гасит максимальную амплитуду крутильных колебаний, возникающих в двигателе внутреннего сгорания, препятствуя нарастанию амплитуды.

Description

Полезная модель «Гаситель крутильных колебаний» относится к области машиностроения и предназначена для гашения крутильных колебаний, преимущественно, силового привода транспортных средств, вызванных неравномерной работой двигателя при передаче крутильных моментов от одного узла к другому и снижения, при резких изменениях режима движения, чрезмерных перегрузок.

Известен комбинированный гаситель крутильных колебаний силового привода, описанный в патенте на изобретение RU №2162176, МПК F16F 15/12; F16F 15/16, опубл. 20.01.2001, установленный между коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания и сцеплением транспортного средства, содержащий упругую муфту, гаситель сухого трения, гаситель жидкостного трения и зубчатый венец, упругая муфта которого образована, по меньшей мере, двумя соосно расположенными маховиками, первичным и вторичным, соединенными упругим элементом с возможностью обеспечения угловых перемещений маховиков относительно друг друга, первичный маховик расположен примыкающим к фланцу коленчатого вала и образован двумя ведущими дисками, скрепленными неразъемно друг с другом, один из них, непосредственно примыкающий к фланцу коленчатого вала, имеет ступичную часть, вторичный маховик образован ступицей ведомой и ведущим диском сцепления, скрепленными стяжными элементами неподвижно друг с другом с возможностью разъема, ведущие диски охватывают с двух сторон с зазорами ступицу ведомую, а в ступичной части ведущего диска первичного маховика выполнены отверстия под стяжные элементы, которыми он присоединен к фланцу коленчатого вала, упругий элемент образован цилиндрическими пружинами сжатия, установленными в окнах, выполненных в ведущих дисках и соответственно в ступице ведомой, вторичный маховик оперт на подшипник, установленный на основной наружной цилиндрической поверхности опорной втулки, выполненной с отверстиями под стяжные элементы, которыми она присоединена к фланцу коленчатого вала совместно с ведущим диском, имеющим ступичную часть, при этом опорная втулка выполнена с вспомогательной наружной цилиндрической поверхностью, на которой размещен ведущий диск со ступичной частью, гаситель сухого трения выполнен в виде демпфирующего диска, образующего упругий контакт с первичным и вторичным маховиками, гаситель жидкостного трения образован торообразным корпусом, в кольцевой герметичной полости которого, заполненной вязкой жидкостью, установлен маховик, причем корпус гасителя жидкостного трения, на котором закреплен зубчатый венец, присоединен к фланцу коленчатого вала, при этом комбинированный гаситель снабжен дополнительным несущим маховиком, на периферийной части которого неразъемно выполнен корпус гасителя жидкостного трения, причем дополнительный несущий маховик размещен между фланцем коленчатого вала и ведущим диском со ступичной частью на вспомогательной наружной цилиндрической поверхности опорной втулки и в нем выполнены отверстия под стяжные элементы, которыми он присоединен к фланцу коленчатого вала с возможностью разъема, причем ступица ведомая вторичного маховика и охватывающие ее с двух сторон ведущие диски первичного маховика размещены в полости, образованной опорной втулкой, дополнительным несущим маховиком и корпусом гасителя жидкостного трения, а упомянутая ступица ведомая снабжена дополнительной цилиндрической частью, на торце которой выполнены проточки, при этом гаситель сухого трения снабжен упорной шайбой, имеющей на плоской поверхности наружные и внутренние стопоры в виде выступов, и нажимной тарельчатой пружиной, имеющей внешние и внутренние выступы на соответствующих цилиндрических поверхностях, при этом демпфирующий диск, упорная шайба и нажимная тарельчатая пружина установлены на цилиндрической части ступицы ведомой между ведущим диском первичного маховика и ведущим диском сцепления, а демпфирующий диск установлен между ведущим диском первичного маховика и упорной шайбой, внутренние выступы нажимной тарельчатой пружины введены в зацепление с канавками, выполненными снаружи на цилиндрической части ступицы ведомой, а один из внешних выступов нажимной тарельчатой пружины размещен между наружными стопорами упорной шайбы, внутренние стопоры которой расположены в проточках, выполненных на торце цилиндрической части ступицы ведомой, а в ведущем диске сцепления выполнены сквозные дренажные отверстия, размещенные напротив гасителя сухого трения, и в дополнительном несущем маховике выполнены сквозные дренажные отверстия, размещенные напротив торцов стяжных элементов для скрепления ступицы ведомой и ведущего диска сцепления.

Недостатком известного технического решения «Комбинированный гаситель крутильных колебаний силового привода» является высокая сложность изготовления и недостаточная надежность. Данный недостаток обусловлен повышенной усталостной прочностью «комбинированного гасителя крутильных колебаний силового привода». Кроме того, недостаток известного комбинированного гасителя крутильных колебаний силового привода, обусловленного повышенной усталостной прочностью комбинированного гасителя крутильных колебаний силового привода, связан с быстрым износом демпфирующих узлов и обусловлен высокой нагруженностью цилиндрических пружин сжатия, образующих упругий элемент, и демпфирующих дисков, образующих гаситель сухого трения, высокая нагруженность приводит к усталостным поломкам цилиндрических пружин и износу демпфирующих дисков, снижает прочность комбинированного гасителя крутильных колебаний силового привода при расширении функциональных возможностей.

Известен комбинированный гаситель колебаний крутильных силового привода, выполненный в сцеплении транспортного средства, содержащий упругую муфту и гаситель сухого трения. Упругая муфта образована двумя соосно расположенными маховиками, первичным и вторичным, соединенными упругим элементом с возможностью обеспечения угловых перемещений маховиков относительно друг друга. Первичный маховик расположен примыкающим к ведущему диску сцепления и образован двумя ведущими дисками, скрепленными неразъемно друг с другом, один из них, непосредственно примыкающий к ведущему диску сцепления, имеет на своей периферийной части неразъемно закрепленный ведомый диск сцепления, который образует упругий контакт, с ведущим диском сцепления. Вторичный маховик образован ступицей ведомой с фланцем. Ведущие диски охватывают фланец с двух сторон с зазорами. Упругий элемент образован цилиндрическими пружинами сжатия, установленными в окнах, выполненных в ведущих дисках и соответственно во фланце ступицы ведомой, гаситель сухого трения выполнен в виде демпфирующих дисков, образующих упругий элемент с ведущими дисками и фланцем ступицы ведомой (см. Гольд Б.В. Конструирование и расчет автомобиля. М.: Машгиз, 1962, с. 54-55).

Недостатком такого комбинированного гасителя крутильных колебаний силового привода является низкая надежность.

Данный недостаток, связан с быстрым износом демпфирующих узлов и обусловлен высокой нагруженностью цилиндрических пружин сжатия, образующих упругий элемент, и демпфирующих дисков, образующих гаситель сухого трения, которая приводит к усталостным поломкам цилиндрических пружин и износу демпфирующих дисков.

Известен также принятый за прототип Гаситель крутильных колебаний, описанный в RU №2793989, МПК F16F 15/131, опубл. 11.04.2023, который выполнен с возможностью закрепления непосредственно на маховике двигателя через отверстия центрального диска, выполненного с пазами, отверстиями разного диаметра и с усечениями окружности в виде лысок, а также оснащен двумя кольцами соответствующего диаметра, собранными с диском, связанным со шлицевым профилем вала коробки передач, причем. демпферный узел закреплен посредством стальных заклепок, обеспечивающих неразъемное соединение с диском, выполненным из легированной стали, с покрытием из синтетического материала, содержащего кевлар, толщиной до 0,25 мм, на котором закреплены восемь наружных и восемь внутренних пружин демпферного узла, равномерно расположенных по окружности, выполняющих роль упругой муфты, а также тарельчатая пружина, установленная между кольцами и диском демпфера.

Технической проблемой заявляемой полезной модели «Гаситель крутильных колебаний» являются низкие основные характеристики изделия, в частности низкая жесткость конструкции демпферного узла и надежность, а также увеличенная материалоемкость, что снижает эксплуатационные возможности полезной модели и не обеспечивает повышение износостойкости при изменении частоты вращения и эффективного гашения крутильных колебаний в широком диапазоне, достаточную прочность и жесткость при сохранении геометрических стандартов, принятых в отрасли, а также не обеспечивает долговечность и ремонтопригодность при его разрушении, без производства работ по замене (узлов), т.е. не обеспечивает бесперебойную работу и надежную фиксацию, как в стационарном, так и во временном исполнении.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение основных характеристик изделия, а именно повышение надежности и износостойкости при улучшении эксплуатационных качеств, снижение материалоемкости, увеличения жесткости конструкции демпферного узла, надежности угла смыкания при заданном моменте и при изменении частоты вращения в виде эффективного гашения крутильных колебаний в широком диапазоне.

Поставленный технический результат достигается тем, что в известном гасителе крутильных колебаний, содержащем демпфер, со встроенными пружинами сжатия, ступицу со шлицевым профилем, выполненную с возможностью соединения с трансмиссией машины и с центральным диском, выполненным с установочными отверстиями, равномерно расположенными по окружности диска, с лысками по наружному диаметру, концентрическими прорезями с крепежными элементами для силового привода гасителя крутильных колебаний, выполненного с возможностью закрепления непосредственно на маховике двигателя через отверстия разного диаметра центрального диска с пазами, отверстиями и с усечениями окружности в виде лысок, оснащенного двумя кольцами соответствующего диаметра, собранными с диском, связанным со шлицевым профилем вала коробки передач, согласно полезной модели, на демпферном узле, выполненном без тарельчатой пружины, закреплены, посредством стальных заклепок, обеспечивающих его неразъемное соединение с центральным диском, выполненным из легированной стали, шесть одинарных пружин сжатия удлиненной формы, равномерно расположенных по окружности, выполняющих роль упругой муфты.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от известных аналогов и прототипа, выполнение заявляемого гасителя крутильных колебаний, в совокупности признаков, в виде центрального диска с установочными отверстиями, компенсирующими прорезями и крепежными элементами, включающего демпфер без тарельчатой пружины с удлиненными шестью встроенными пружинами сжатия, ступицу, выполненную со шлицевым отверстием для соединения с трансмиссией машины, с учетом геометрических стандартов, принятых в отрасли, а также выполнение заявляемого гасителя крутильных колебаний в виде демпфера без тарельчатой пружины с удлиненными шестью встроенными пружинами сжатия, ступицы со шлицевым профилем, соединенной с трансмиссией машины, с компенсирующими прорезями и с крепежными элементами для силового привода, способствует обеспечению достаточной прочности и жесткости гасителя крутильных колебаний при его конструктивной простоте с сохранением геометрических стандартов, принятых в отрасли, что значительно повышает надежность и износостойкость, улучшая эксплуатационные качества, в виде изменения частоты вращения и эффективного гашения крутильных колебаний в широком диапазоне, что также обеспечивает прочность и жесткость гасителя крутильных колебаний. Возможность закрепления гасителя крутильных колебаний, непосредственно, на маховике двигателя через отверстия центрального диска, выполненного с усечениями окружности, в виде лысок, прорезями и отверстиями, а также выполнение центрального диска из легированной стали с покрытием из синтетического состава, дают ему дополнительную гибкость для создания антирезонанса, обеспечивая не только прочность и жесткость, но и ремонтопригодность при износе деталей и при их деформации. Таким образом, заявленный гаситель крутильных колебаний обеспечивает высокие эксплуатационные возможности, одновременно, простоту, в целом, и высокую скорость его монтажа. Кроме этого, конструкция заявленного гасителя крутильных колебаний обеспечивает регулировку возрастания амплитуды крутильных колебаний, препятствуя ее нарастанию и удерживая ее в минимальном значении с последующим гашением, по достижению стабильной частоты вращения вала. Как упоминалось выше, упомянутые удлиненные шесть пружин сжатия демпфера реагируют как на начальные возбуждения, при номинальной частоте вращения вала, так и на возрастающие возбуждения при увеличенной частоте вращения вала, вместе с которой возрастает амплитуда крутильных колебаний, причем пружины сжатия демпфера реагируют на нарастание амплитуды, удерживая ее в минимальном значении с последующим гашением. За счет этого также повышаются эксплуатационные возможности гасителя крутильных колебаний. Выполнение центрального диска из легированной стали увеличивает срок службы заявленного гасителя крутильных колебаний до (30) лет и, дополнительно, способствует повышению надежности и износостойкости при одновременном улучшении эксплуатационных качеств и изменения частоты вращения в виде эффективного гашения крутильных колебаний в широком диапазоне, а также увеличения ресурса работы и прочности, в целом, всей конструкции гасителя крутильных колебаний. Кроме того, совокупность признаков заявленной полезной модели «Гаситель крутильных колебаний» способствует его ремонтопригодности при (необратимых деформациях) или разрушениях, что повышает амортизирующий эффект составляющих его элементов, а также удовлетворяет требованиям безопасности, в части повышения надежности заявляемого гасителя крутильных колебаний. Таким образом, достигается поставленный технический результат заявляемой полезной модели «Гаситель крутильных колебаний», а именно: повышение надежности и износостойкости при улучшении эксплуатационных качеств при изменении частоты вращения в виде эффективного гашения крутильных колебаний в широком диапазоне, улучшение основных характеристик изделия, а именно снижение материалоемкости, увеличения жесткости конструкции демпферного узла, надежности угла смыкания при заданном моменте и при изменении частоты вращения в виде эффективного гашения крутильных колебаний в широком диапазоне.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели «Гаситель крутильных колебаний», позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся совокупностью признаков, тождественных всем существенным признакам заявляемой полезной модели «Гаситель крутильных колебаний». По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели «Гаситель крутильных колебаний» не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «новизна». Кроме того, определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволяет выявить совокупность всех существенных, по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в заявляемой полезной модели, изложенных в формуле полезной модели, что подтверждает также то, что заявляемая полезная модель «Гаситель крутильных колебаний» соответствует критерию изобретения «новизна».

Изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании в заявляемой полезной модели «Гаситель крутильных колебаний» совокупности признаков в том виде, как заявляемая полезная модель охарактеризована в формуле полезной модели, что подтверждают возможность ее осуществления с помощью описанного в заявке примера конкретного выполнения. Конструктивные особенности заявляемой полезной модели, воплощающие заявляемую полезную модель «Гаситель крутильных колебаний», при ее осуществлении, а именно возможности закрепления к гасителю крутильных колебаний силового привода, непосредственно, на маховике двигателя через отверстия центрального диска, выполненного из легированной стали толщиной 2-2,5 мм с прорезями, способными обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата и повышение надежности за счет достаточной прочности и жесткости гасителя крутильных колебаний при его простоте с учетом сохранения стандартов, принятых в отрасли. Кроме того, в отличие от аналогов и прототипа, в заявленном гасителе крутильных колебаний за счет конструктивных изменений повышается возможность сокращения времени на ремонт и монтаж гасителя крутильных колебаний, в целом, что также увеличивает его долговечность и подтверждает соответствие заявленной полезной модели «Гаситель крутильных колебаний» критериям «Техническое решение задачи» и «промышленная применимость».

Сущность заявленной полезной модели «Гаситель крутильных колебаний» поясняется примером конкретного выполнения и графическими материалами (чертежами), на которых:

на фиг. 1 изображен общий вид гасителя крутильных колебаний;

на фиг. 2 изображен продольный разрез (А-А) по фиг. 1 гасителя крутильных колебаний.

Гаситель крутильных колебаний содержит центральный диск 1 с двумя лысками 2, с отверстиями разного диаметра центрального диска 3 для крепления, пазами 4 и демпферным узлом 5, состоящим из ступицы 6 со шлицевым профилем 7, согласно шлицевому профилю вала 8 коробки передач, на который данный гаситель крутильных колебаний устанавливается с возможностью закрепления, непосредственно, на маховике двигателя через отверстия 3 разного диаметра центрального диска 1, выполненного с пазами 4, и с усечениями окружности в виде лысок 2. Гаситель крутильных колебаний оснащен двумя проставочными кольцами 9 соответствующего диаметра, собранными с диском демпфера посредством стальных заклепок 10, обеспечивающих неразъемное соединение. В окна 11 крышки гасителя крутильных колебаний установлены шесть одинарных удлиненной формы, усиленных цилиндрических пружин сжатия 12 демпферного узла 5, равномерно расположенных по окружности, которые выполняют роль упругой муфты гасителя крутильных колебаний. При этом нажимной диск 13 с центральным выполненным из легированной стали диском 1 с проставочными кольцами 9, собранными посредством стальных заклепок 10, установлены соосно со ступицей 6 и с крышкой 14 гасителя крутильных колебаний, собранных стальными заклепками 15, образуют демпферный узел 5. Окна 11 выполнены с опорными выступами 16 под опирание торцов 17 одинарных удлиненных и усиленных цилиндрических пружин сжатия 12 демпферного узла 5 с отбортованными стенками, фиксирующими положение пружин сжатия удлиненной формы 12 и исключающими их выпадение из окон 11. Демпферный узел 5 демпфирует величину динамического крутящего момента на валу 8 коробки передач, а также исключает резонансные явления, поскольку демпферный узел 5 гасителя крутильных колебаний выполнен с возможностью гашения максимальной амплитуды крутильных колебаний, возникающих в двигателе внутреннего сгорания при работе кривошипно-шатунного механизма при смене режима его работы от минимальной частоты вращения до максимальной, как на начальные возбуждения, при номинальной частоте вращения вала 8 коробки передач, так и на возрастающие возбуждения при увеличенной частоте вращения вала 8 коробки передач, вместе с начальными возбуждениями при номинальной частоте вращения вала 8 коробки передач, препятствуя при этом нарастанию амплитуды до минимального значения с последующим гашением, по достижению стабильной частоты вращения вала 8 коробки передач.

Изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании в заявленной полезной модели «Гаситель крутильных колебаний» совокупности признаков в том виде, как заявленная полезная модель охарактеризована в формуле полезной модели, что подтверждают возможность ее осуществления с помощью описанного в заявке примера конкретного выполнения. При этом конструктивные особенности воплощают заявленную полезную модель при ее осуществлении именно том, что гаситель крутильных колебаний, устанавливается непосредственно на маховик двигателя внутреннего сгорания посредством диска гасителя, соединяемого с маховиком болтовым соединением с учетом сохранения стандартов, принятых в отрасли машиностроения, а диск гасителя, закрепленный на маховике представляет собой оригинальную форму с прорезями, отверстиями и, усечениями окружности в виде лысок. Такие, в совокупности, свойства диска гасят скорость распространения волны резонанса, повышают долговечность диска и в целом гасителя, что подтвердили исследования отверстий крепления диска после испытаний, в которых не обнаружены микротрещины.

Предлагаемая полезная модель «Гаситель крутильных колебаний» имеет повышенные эксплуатационные возможности, а именно, обеспечивает повышение надежности и износостойкости при улучшении эксплуатационных качеств при изменении частоты вращения в виде эффективного гашения крутильных колебаний в широком диапазоне. Применение предлагаемой полезной модели позволит обеспечить гасителю крутильных колебаний достаточную прочность и жесткость при сохранении геометрических стандартов, принятых в отрасли, а также увеличить долговечность и обеспечить ремонтопригодность при его разрушении без производства работ по замене (узлов), обеспечивая бесперебойную работу и надежную фиксацию, как в стационарном, так и во временном исполнении.

Claims (1)

1. Гаситель крутильных колебаний, содержащий демпфер, со встроенными пружинами сжатия, ступицу со шлицевым профилем, выполненную с возможностью соединения с трансмиссией машины и с центральным диском, выполненным с установочными отверстиями, с концентрическими прорезями, с параллельными лысками по наружному диаметру, с отверстиями, расположенными равномерно по окружности центрального диска, и с крепежными элементами для силового привода гасителя крутильных колебаний, выполненного с возможностью закрепления, непосредственно, на маховике двигателя через отверстия разного диаметра центрального диска с пазами, оснащенного двумя кольцами соответствующего диаметра, собранными с диском, связанным со шлицевым профилем вала коробки передач, отличающийся тем, что крышка демпферного узла с двухсторонними канавками по окружности выполнена с шестью окнами, в которых закреплены шесть цилиндрических одинарных пружин сжатия удлиненной формы, равномерно расположенных по окружности, неразъемно соединенных с выполненным из легированной стали диском, причем окна выполнены с опорными выступами под опирание торцов пружин, с отбортованными стенками, фиксирующими положение пружин сжатия удлиненной формы и исключающими их выпадение из окон.